论文摘要
植物从营养生长阶段过渡到生殖生长阶段对其开花起着关键性作用,合适的开花时间决定着植物的发育与繁衍。植物中复杂多样的开花调控因子构成了光周期途径、春化途径、温度途径、赤霉素途径、自主途径和年龄途径6条各自独立又相互联系得遗传调控途径。拟南芥IQM6由At3g58480编码,是含有一个IQ基序的不依赖钙离子(Ca2+)结合的钙调素结合蛋白（calmodulin-binding protein,CaMBP）,其突变体在长日照条件下推迟开花。本文利用生理学、遗传学和分子生物学手段实验对拟南芥IQM6参与成花调控进行了初步研究,结果如下:1)突变体的鉴定。通过对T-DNA插入的突变体iqm6-1进行PCR、RT-PCR鉴定与分析获得纯合子,然后再通过iqm6-1纯合子的回交鉴定显示其为单拷贝T-DNA插入的突变体。2)IQM6所涉及的开花调控遗传途径的初步确定。首先进行生理学实验,结果表明iqm6-1在长、短日照均呈现晚花表型,开花时莲座叶都比野生型Col的多,尤其是在短日照条件下晚花表型更明显,说明IQM6不参与光周期途径。春化处理的iqm6-1开花时间及开花时莲座叶数量得到恢复,表明IQM6不参与春化途径。施加外源赤霉素GA3都能促进iqm6-1和野生型Col开花,但不影响iqm6-1的晚花表型和莲座叶数量,同时经过GA3处理的iqm6-1开花进程和不经GA3处理的野生型开花进程一致,表明iqm6-1响应赤霉素（GA）信号通路正常;iqm6-1和Col经多效挫（PAC,赤霉素生物合成抑制剂）处理后,其萌发率受到抑制,而经PAC+GA3处理后又能够恢复其萌发率且无差异,表明iqm6-1不参与内源GA的合成。这些结果说明,IQM6不参与赤霉素途径。进一步,通过RT-PCR和RT-qPCR技术对成花调控遗传途径的关键基因进行了转录水平上的分析。结果显示,与野生型Col相比,突变体iqm6-1在叶片和茎尖分生组织的FLC转录水平都上调,而SPL3、AP1和LFY的转录水平都下调;而光周期、春化、赤霉素、温度和自主途径的关键基因的转录水平与Col的无显著差异。综合考虑基因表达结果和生理学实验结果,排除IQM6参与光周期、春化、赤霉素、温度和自主途径成花,推测iqm6-1涉及年龄途径成花调控。3)iqm6-2的构建与鉴定。为进一步确定如上发现的IQM6的本功能,通过基因编辑CRISPR/Cas9技术构建IQM6的另1个突变体株系,经鉴定分析获得1个纯合子株系命名为iqm6-2。通过生理学实验结果表明,iqm6-2拥有与iqm6-1相似的开花表型;基因表达分析发现,与iqm6-1相似,iqm6-2中年龄途径的关键基因miR156的转录水平显著上调,其靶基因SPL3以及下游的AP1和LFY的转录水平均显著下调。综上所述,IQM6参与了成花调控的年龄途径。4)IQM6的CaM结合活性分析。通过酵母双杂交实验证实了IQM6能够与CaM5发生结合,不过,其IQ基序突变后边后就不能与CaM5结合,从而验证了IQ基序或者其中的L是IQM6与CaM5结合的关键基序或者关键氨基酸残基。5)此外,为通过构建IQM6的互补表达株系、超表达株系和iqm6/flc的双突变体进一步验证IQM6参与的成花调控途径,构建了相应地表达的载体。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 冯奕嘉
导师: 田长恩
关键词: 成花,年龄途径,钙调素结蛋白,拟南芥
来源: 广州大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 生物学,生物学
单位: 广州大学
基金: 国家自然科学基金(No.31170204),广州市科技计划(No.20170010297)
分类号: Q943.2
总页数: 71
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- [1].拟南芥IQM6突变推迟远轴面表皮毛的发生[J]. 植物生理学报 2019(06)